張世良

（寧德師范學院 計算機與信息工程系，福建 寧德 352100）

基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統(tǒng)設計研究

張世良

（寧德師范學院 計算機與信息工程系，福建 寧德 352100）

本文針對現(xiàn)有寧德旅游信息的封閉性，其系統(tǒng)功能的不完整性，提出旅游信息系統(tǒng)的GIS解決方案.根據(jù)實際需求，在分析關鍵技術、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的基礎上，對系統(tǒng)的架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設計、地圖文件處理、用戶界面設計和系統(tǒng)功能模塊設計等進行較為詳盡分析和設計，并初步完成系統(tǒng)了開發(fā)，驗證了其可行性.系統(tǒng)的開發(fā)不僅為寧德旅游注入新的活力，對其可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用.

旅游系統(tǒng)；TGIS；W ebGIS；虛擬現(xiàn)實

由于寧德市旅游信息的不暢通性，滯后性，嚴重阻礙了寧德市旅游業(yè)的發(fā)展，進而影響了寧德市的旅游經(jīng)濟的發(fā)展.為了促進寧德旅游業(yè)的高速發(fā)展，作者設計并開發(fā)了基于WebGIS寧德市旅游地理信息系統(tǒng).該系統(tǒng)與其它旅游信息系統(tǒng)相比具有的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：一般的旅游信息系統(tǒng)沒有與多媒體相結(jié)合的實現(xiàn)動態(tài)的放映信息，只是一些簡單的靜態(tài)圖片加以展覽，更談不上虛擬三維漫游這些特定功能，只能使游客獲得二維的簡單信息，對地圖也只能實現(xiàn)相對簡單的操作，如漫游，放大，縮小，及較弱的信息查詢功能.本系統(tǒng)加入了這兩個新的三維地理信息的動態(tài)顯示功能，以及利用ESRT公司的ARCSERVER強大的地圖發(fā)布功能，使得游客能夠很容易地通過操作簡潔的界面，利用系統(tǒng)提供的相對強大的功能就能實時準確地獲取豐富的旅游資源信息.

1 系統(tǒng)建設關鍵技術分析

1.1 電子地圖技術

電子地圖技術是建立旅游地理信息系統(tǒng)（TGIS）的核心技術之一.電子地圖不僅具有傳統(tǒng)地圖的那些優(yōu)點，而且更具有其自身的新特點包括存放大量的旅游數(shù)據(jù)信息、豐富的查詢功能、多樣的使用方式，而且其它多媒體信息還可以直接定位在電子地圖上，使人們理解和使用更加方便.

1.2 多媒體技術

TGIS利用多媒體技術就是將文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多種媒體信息融合在一起，這樣不僅充實了系統(tǒng)的功能和內(nèi)容，而且增強系統(tǒng)的可視性，同時更有利于游客方便地獲取所需要的旅游信息.

1.3 空間數(shù)據(jù)庫技術

建立旅游地理信息系統(tǒng)中的一個重要任務就是設計和建立旅游地理信息空間數(shù)據(jù)庫.TGIS中包含大量的音頻、視頻、圖形、圖像數(shù)據(jù)，需要一個功能相對強大的數(shù)據(jù)庫來管理這些數(shù)據(jù)文件.

1.4 虛擬現(xiàn)實技術

在TGIS中引入虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Environment），對景區(qū)地形環(huán)境進行仿真，能夠真實地展現(xiàn)景區(qū)的景觀，使游客產(chǎn)生身臨其境的感覺，旅游管理者和決策者也可以把模擬和仿真技術應用于對各類景區(qū)的規(guī)劃設計中，得到相應的應用效果圖，以便他們進一步完善設計方案[1,2].

1.5 WEBGIS技術

隨著網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，更多的旅游地理信息系統(tǒng)的開發(fā)設計是基于主流的WEBGIS技術，以MO、AO、ARCIMS、C#、VB 等工具開發(fā)出具有 B/S結(jié)構(gòu)的開放式的應用系統(tǒng).這樣的系統(tǒng)可操作性強，從萬維網(wǎng)上的任意一個節(jié)點，用戶就可以隨意瀏覽旅游地理信息系統(tǒng)站點中的各類信息，進行多種查詢、分析.隨著通信技術的飛速發(fā)展，在未來的日子里，隨著WebGIS不斷發(fā)展，TGIS還可以潛入到手機、掌上電腦以及車載系統(tǒng)中，以滿足消費者全方位、多層次的需要[3].

1.6 三層架構(gòu)技術

在網(wǎng)絡內(nèi)部采用星型局域網(wǎng)進行連接，然后通過防火墻再與Internet相連，整個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示.

從以上的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計中體現(xiàn)了三層架構(gòu)的思想，三層架構(gòu)就是在客戶與服務之間加入了一個"中間層"，也叫組件層.它與客戶層、服務器共同構(gòu)成了三層體系.通過引入中間層，將復雜的商業(yè)邏輯從傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu)應用模型中分離出來，并提供了可伸縮、易于訪問、易于管理的方法.圖1中的Web服務器屬于邏輯層，瀏覽器（客戶端）、工作站以及Internet用戶都屬于用戶層，數(shù)字旅游系統(tǒng)及GIS組件一般都分布在Web服務器上，用戶通過數(shù)字旅游系統(tǒng)來訪問數(shù)據(jù)庫，而數(shù)據(jù)庫就在數(shù)據(jù)庫服務器上，也就是數(shù)據(jù)層.這里需要指出的是，有時數(shù)據(jù)庫也可能放在Web服務器上.為了提高它們的安全性，數(shù)據(jù)服務器和Web服務器用不同的服務器來承擔.

圖1 數(shù)字旅游系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲圖

2 數(shù)據(jù)庫設計

一個良好的系統(tǒng)必須以后臺數(shù)據(jù)庫做為支撐，為系統(tǒng)的各項功能提供所需的數(shù)據(jù)，因此它是系統(tǒng)的關鍵組成部分.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的管理中，數(shù)據(jù)庫設計的關鍵是如何將各種數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則、結(jié)構(gòu)組織進行存儲和管理，以便提高系統(tǒng)對信息查詢或處理的效率.基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)主要由兩類數(shù)據(jù)組成，其中圖形數(shù)據(jù)以二進制文件形式存儲，并按工程、圖層、圖元的順序進行組織.屬性數(shù)據(jù)以關系數(shù)據(jù)庫形式存儲，按數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、記錄的順序進行組織.這些要素在地理信息系統(tǒng)內(nèi)部又被分為矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)表達要素的空間幾何坐標位置，而屬性數(shù)據(jù)表達要素的物理意義.在不同的地理數(shù)據(jù)之間，系統(tǒng)采用分層存儲管理辦法，圖上所有要素均按點、線、面要素進行分層，每個圖層只是表達整個地圖的某一個方面.各層信息嚴格依照數(shù)據(jù)分類編碼體系規(guī)范化分類編碼[4，5].系統(tǒng)依據(jù)寧德市各類旅游資源建立各類屬性實體表，它們分別為旅游景點、政府部門、賓館飯店、醫(yī)院、旅游線路五個類別，以旅游景點屬性表為例，屬性表結(jié)構(gòu)如表1所示.

3 系統(tǒng)功能模塊設計

通過研究寧德市的旅游資源以及游客的具體需求,開發(fā)了寧德市旅游地理信息系統(tǒng),主要承擔寧德各區(qū)縣景點數(shù)據(jù)采集管理功能、信息高效檢索查詢、多媒體信息與虛擬信息的表達、氣象服務和交通旅游線路查詢等功能.整個系統(tǒng)主要由三個相對獨立的子系統(tǒng)構(gòu)成，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，它們分別是旅游目的地信息子系統(tǒng)、旅游信息服務子系統(tǒng)和旅游信息管理子系統(tǒng).

表1 景點屬性表結(jié)構(gòu)

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 旅游目的地信息子系統(tǒng)

包括歷史文化背景介紹、自然人文景觀特色以及旅游紀念品與土特產(chǎn)三部分組成.為了使旅游者及潛在的游客能夠詳細了解旅游目的地的各種資源和特色，本系統(tǒng)提供視頻音頻信息、旅游電子地圖、多媒體信息等，同時輔以照片，文字等說明，全面介紹寧德市全區(qū)及各區(qū)的主要風景名勝、娛樂場所、酒店、賓館、地方特色風俗、飲食及音視頻演示等，給他們以最新旅游動態(tài)信息數(shù)據(jù)，從而增加潛在的游客到此旅游的欲望.

3.2 旅游信息服務子系統(tǒng)

主要包括各區(qū)縣交通狀況（包括公交車查詢）、主要景點旅游線路選擇、預定系統(tǒng)（包括客房預定、票務預定、導游預定、出租車預定等），氣象報告（包括天氣預報、48小時衛(wèi)星云圖等）、旅游投訴與論壇.系統(tǒng)提供的交通信息查詢功能可以實現(xiàn)公交線路查詢、公交換乘查詢及站到站查詢.因此用戶只要在地圖上點擊起始點與終止點，從起始位置到目的地所需的相關信息就會以列表方式顯示出，內(nèi)容涵蓋乘車路線、沿途車站、換乘車次等信息.根據(jù)游客需求，圍繞食、住、行、游、娛、購等，提供旅游交通路線信息、主要景點、各大賓館酒店分布圖并向游客提供豐富的信息檢索查詢服務涉及機關、團體、車站碼頭、大型商場、郵電、娛樂場所、醫(yī)療等.此外具有豐富的地圖操作功能：圖層放大、縮小、漫游、距離量算、最佳路徑分析、空間信息和屬性信息的準確定位，包括對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行檢索，空間信息和屬性信息的雙向檢索查詢，還可進行邏輯查詢，模糊查詢等.

3.3 旅游信息管理子系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)維護、數(shù)據(jù)分析和地圖管理子系統(tǒng)構(gòu)成.后臺管理人員包含各旅游景點、旅游相關企業(yè)、旅游局.數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)主要實現(xiàn)各部門在成功登錄系統(tǒng)后，可以按照規(guī)定數(shù)據(jù)格式，上傳最新的旅游數(shù)據(jù)，及時更新數(shù)據(jù)庫資源.各部門按自己的權限發(fā)布相應數(shù)據(jù)，不能越權使用.如旅游局管理員可以發(fā)布最近出臺的旅游法規(guī)和優(yōu)惠政策，旅游景點管理員可以發(fā)布最佳旅游路線等信息，服務廣大游客.數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)完成對最新采集到的旅游數(shù)據(jù)進行分析，為旅游管理部門提供決策服務，如旅游旺季各景點導游調(diào)度、旅游景區(qū)規(guī)劃、旅游銷售預測等.數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)主要實現(xiàn)點擊查詢、矩形查詢、圓形查詢、多邊形查詢等方式.地圖管理子系統(tǒng)實現(xiàn)對圖層的基本操作，緩沖區(qū)分析及地圖的編輯維護等[4].

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)基于組件技術進行深入地二次開發(fā)，在Vs2005開發(fā)環(huán)境下，借助于ArcGIS提供強大功能的組件、ADO控件和第三方控件搭建而成.組件式GIS的基本思想是把GIS按功能劃分為不同的控件，每個控件完成不同的功能，用戶只要通過控件所提供的接口，編制少量特定代碼來實現(xiàn)其相應的功能.然后在可視化開發(fā)環(huán)境下只要將ARCGIS控件與C#.NET控件集成在一起，用微軟Visual Studio.NET開發(fā)環(huán)境，并使用ESRI interop程序集，它服務于被放置在.NET窗體上的、位于.NET窗體控件中的ArcGIS控件，這些程序集在托管的.NET代碼和非托管的COM代碼之間起了橋梁作用，每個控件對象及其功能可以與其他ESRI ArcObjects和自定義控件組合使用，創(chuàng)建用戶化的客戶應用程序,形成最終所需的GIS應用系統(tǒng).本系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理主要采用ADO空間數(shù)據(jù)引擎對屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)實行管理，為了實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的快速存取與檢索，系統(tǒng)采用屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)集成統(tǒng)一地管理[6,7].最終生成系統(tǒng)主界面如圖3所示.

為了提高最短路徑的算法性能，更加直觀地表現(xiàn)道路間的拓撲關系，采用封裝對象的方法把地圖中的道路及其節(jié)點分別用類進行封裝,可以更有效地存儲和管理地圖中的數(shù)據(jù)，同時對Dijkstra算法進行改進，在邊的類中增加線段的方向，在搜索中首先用此方向與源點到目的地構(gòu)成的方向進行比較，使它們的夾角在閾值范圍內(nèi)才進行搜索，這樣縮小搜索范圍，提高算法效率，若要避開某些節(jié)點,在改進的算法中加入判斷語句，不加到紅點集中.

圖3 系統(tǒng)首頁圖

5 結(jié)束語

本文利用WebGIS 技術、集成技術以及多媒體技術、三維虛擬技術開發(fā)了寧德市旅游地理信息系統(tǒng),實現(xiàn)了對旅游信息的發(fā)布、多種多式的查詢、數(shù)據(jù)管理、更新以及地理空間分析等功能.為了較好地滿足當前日益增長的旅游的需求，采用基于.Net平臺WebGIS旅游系統(tǒng)其具有易于維護性、部署性、跨語言性等特點.另外更重要的是利用其較強的空間分析和業(yè)務處理能力，并能有效節(jié)省投資等特點.因此WebGIS作為GIS發(fā)展的一個方向，可以預測在旅游業(yè)方面有著非常廣闊的應用前景.

〔1〕洪炳镕，蔡則蘇，等.虛擬現(xiàn)實技術及其應用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.06.

〔2〕鄧霞,高德政，等.基于GIS的綿陽市旅游地理信息系統(tǒng)研究和開發(fā)[J].資源與產(chǎn)業(yè).2006,8（5）:52-55.

〔3〕劉光，唐大仕.W ebGIS開發(fā)—ArcGIS Server與.NET[M].北京：清華大學出版社，2009.

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TP311；TP393

A

1673-260X（2011）09-0022-03